Sinergia agentilor antimicrobieni incorporati in acoperiri durabile de bio-sticla pentru implanturi endo-osoase (SYNERGLASS)


Project Director: Dr. George Stan

Cod Proiect:  PN-III-P1-1.1-TE-2016-1501

Director de Proiect: Dr. George Stan

Tipul Proiectului: National

Programul de incadrare al Proiectului: RESURSE UMANE, Tinere Echipe

Finantat de: Unitatea Executiva pentru Finantarea Invatamantului Superior, a Cercetarii, Dezvoltarii si Inovarii, UEFISCDI

Contractor: Institutul National C-D pentru Fizica Materialelor

Status: In desfasurare

Data Inceperii:  2 Mai, 2018

Data Finalizarii:  30 Aprilie, 2020

 

Rezumatul Proiectului:

Astazi, rezistenta la antibiotice devine o problema importanta, putand spune ca intram in "era post-antibiotice". Complicatii acute pot surveni dupa operatiile de implatare, deoarece trauma va slabi raspunsul imun local si va permite patogenilor sa adere si sa se dezvolte rapid in situl de implantare. Severitatea creste in stomatologie, deoarece nu se pot atinge conditii aseptice in mediul bucal. De aceea, obiectivele proiectului vizeaza identificarea de solutii capabile sa genereze un efect sinergic prin cuplarea unor agenti oxidici antimicrobieni (i.e. Ga2O3, CuO, Fe3O4, Ag2O) cu mecanisme diferite de actiune, incorporati in filme de bio-sticla depuse prin pulverizare magnetron, si, prin urmare, dezvoltarea unei noi generatii acoperiri implant, capabile sa satisfaca cerintele actuale din implantologia osoasa: durabilitate mecanica, compatibilizarea coeficientilor de dilatare termica acoperire vs. substrat metalic, conservarea conectivitatii de retea impreuna cu bioactivitatea si capacitatea de osteointegrare, compatibilizarea ratei de vindecare osoasa cu viteza de degradare a acoperirii, si o actiune antimicrobiana eficienta impotriva unui spectru larg de agenti patogeni. Indeplinirea acestor deziderate va impune tranzitia catre dispozitive medicale sigure si cu performante functionale superioare. Solutii pentru (i) stimularea si controlul duratei efectului antimicrobian prin includerea de straturi de sacrificiu, (ii) simplificarea lantului tehnologic de fabricatie, si (iii) imbunatatirea protocoalelor de testare in vitro, vor fi de asemenea propuse. Gradul de inovare tintit de obiectivele proiectului poate permite depasirea gradului de cunoastere actual din domeniul implantologiei, si astfel, generarea de premise pentru transfer tehnologic si crestere economica locala. Pe langa obiectivele stiintifice, proiectul va avea ca scop atragerea de resurse umane in cercetare si de crearea de oportunitati de formare profesionala continua pentru tinerii cercetatori.

 

Obiectivul general al Proiectului: Identificarea de Agenti Antimicrobieni cu Actiune Sinergica Incoporati in Acoperiri Bioactive de Sticla Bioactiva Fabricate prin Tehnici de Pulverizare Magnetron

Rezumat etapa I:

Etapa I a proiectului de cercetare TE04 (2018.05.02 – 2018.12.05) a fost dedicata atat prepararii si caracterizarii de sistemele inovative de sticla bioactiva silicatica si fosfatica (sub forma de pulbere) cu substitutii de CuO and/or Ga2O3, cat si primelor experimente de fabricare din noile materiale de filme subtiri prin metoda pulverizarii magnetron in regim de radio-frecventa.

Rezultate livrate:

  • Un studiu stiintific privind fabricarea si caracterizarea de noi sisteme compozitionale de sticle bioactive silicatice (SBG) si fosfatice (PBG) cu substitutii de CuO and/or Ga2O3. Studiu stiintific;
  • Un studiu stiintific privind primele preparari si caracterizari de filme sintetizate prin tehnica RF-MS din noile sisteme SBG si PBG sintetizate sub forma de pulberi. Studiu stiintific;
  • O participare la manifestări ştiinţifice internaţionale.

2018: RAPORTUL STIINTIFIC SINTETIC nr. 1 in format *.pdf este disponibil si poate fi accesat la cerere la UEFISCDI.

 

Rezumat etapa a II-a:

Etapa a II-a a proiectului de cercetare TE04 (2018.12.06 – 2019.12.05) a fost dedicată (i) selecţiei celei mai promiţătoare formulaţii de sticlă bioactivă din punctul de vedere al cuplajului citocompatibilitate/efect antimicrobian; (ii) studierii condiţiilor de fabricare (prin pulverizare magnetron) asupra compoziţiei, structurii şi performanţei funcţionale a acoperirilor implantologice pe baza de sticle bioactive silicatice (SBG) şi/sau fosfatice (PBG) cu efect antimicrobian; (iii) probării unui nou concept de sintetizare a filmelor de SBG; şi (iv) diseminării de rezultate  prin mijloace specifice [i.e., articole ştiinţifice publicate în jurnale indexate Web of Science® situate în primele două cuartile (Q1 şi Q2) ale domeniului ştiinţa şi ingineria materialelor; prezentări la manifestări ştiinţifice cu participare internaţională; pagina web a proiectului)].

Rezultate livrate:

  • Un studiu ştiinţific privind selecţia celei mai promiţătoare compoziţii de sticlă bioactivă cu efect antimicrobian şi citocompatibilitate nealterată;
  • Un studiu ştiinţific privind influenţa condiţiilor de fabricare asupra compoziţiei, structurii şi performanţei funcţionale a acoperirilor implantologice pe bază de sticle bioactive silicatice (SBG) şi fosfatice (PBG) cu efect antimicrobian;
  • O metodă inovativă de sinteză a filmelor SBG;
  • Două articole publicate în jurnale indexate Web of Science®;
  • Trei participări la manifestări ştiinţifice internaţionale.

2019: RAPORTUL STIINTIFIC SINTETIC nr. 2 in format *.pdf este disponibil si poate fi accesat la cerere la UEFISCDI.

Articole publicate sau acceptate in jurnale cotate Web of Science®:

  • 01. A.C. Popa^, H.R. Fernandes, M. Necsulescu, C. Luculescu, M. Cioangher, V. Dumitru, B.W. Stuart, D.M. Grant, G.E. Stan^,*, J.M.F. Ferreira*, Antibacterial efficiency of alkali-free bioglasses incorporating ZnO and/or SrO as therapeutic agents; CERAM INT 45 (2019) 4368–4380. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.11.112.
  • 02. S.L. Iconaru, A. Groza, G.E. Stan^, D. Predoi, S. Gaiaschi, R. Trusca, C.M. Chifiriuc, L. Marutescu, T. Tite, G.A. Stanciu, R. Hristu, L. Ghegoiu, M.L. Badea, C.S. Turculet, M. Ganciu, P. Chapon, Preparations of silver/montmorillonite biocomposite multilayers and their antifungal activity, COATINGS 9 (2019) 817. https://doi.org/10.3390/coatings9120817.
  • 03. H.R. Fernandes, A. Gaddam, A. Rebelo, D. Brazete, G.E. Stan^, J.M.F. Ferreira, Bioactive glasses and glass-ceramics for healthcare applications in bone regeneration and tissue engineeringMATERIALS 11 (2018) 2530. https://doi.org/10.3390/ma11122530.

Manuscrise in pregatire:

  • 03. T. Tite, A.C. Popa^, I.M. Bogdan^, B.W. Stuart, A.C. Galca^, L.M. Balescu^, G. Pelin-Popescu, D.M. Grant, G.E. Stan^,*, Titlu provizoriu: Tailoring the structure and biological performance of phosphate bioglass films by working magnetron sputtering pressurein pregatire (manuscrisul va trimis spre evaluare până la finele lunii decembrie 2019).
  • 04. G.E. Stan^,*, A.C. Popa^, C. Besleaga^, C.C. Negrila^, J.M.F. Ferreira, Titlu provizoriu: Bioglass synthesis by physical vapour condensationin pregatire (manuscrisul va trimis spre evaluare in perioada ianuarie - februarie 2020).
  • 05. A.C. Popa^, H.R. Fernandes, M. Enculescu, C. Besleaga^, C. Negrila^, I. Zgura, B.W. Stuart, D.M. Grant, J.M.F. Ferreira, G.E. Stan^,*, Titlu provizoriu: Functional silica-based bioactive glass implant-type coatings fabricated by magnetron sputtering: Answers to the unresolved questionsin pregatire (manuscrisul va trimis spre evaluare in perioada ianuarie - februarie 2020).
  • 04. B.W. Stuart, G.E. Stan^, A.C. Popa^, M.J. Carrington, I. Zgura, D.M. Grant, Titlu provizoriu: Antibacterial potential of Ga ions doped- and Ag nanoparticles incorporated-phosphate based glass thin films for osseous implants applicationsin pregatire (manuscrisul va trimis spre evaluare in perioada februarie - martie 2020).
  • 05. A.C. Popa^, C.C. Negrila^, B.W. Stuart, H.R. Fernandes, L. Albulescu, C. Tanase, S. Nita, D.M. Grant, J.M.F. Ferreira, G.E. Stan^,*, Titlu provizoriu: Individual and coupled bio-functional effects of CuO and Ga2O3 substitution of in bulk and thin film silicate- and phosphate-based bioactive glassesin pregatire (manuscrisul va trimis spre evaluare pana la finele proiectului).

Conferinte si manifestari stiintifice internationale:

  • 01. G.E. Stan^*, A.C. Popa^, C. Besleaga^, J.M.F. Ferreira, Comparative in vitro behaviour of bioglass coatings in simulated body media with improved biomimicry: Challenging a paradigm, The 5th Edition of International Conference on Analytical and Nanoanalytical Methods for Biomedical and Environmental Sciences (IC-ANMBES), 23–25 mai 2018, Brasov, Romania (prezentare invitata).
  • 02. A.C. Popa^, T. Tite, I.M. Bogdan^,*, H.R. Fernandes, M. Necsulescu, C. Luculescu, M. Cioangher, V. Dumitru, B.W. Stuart, D.M. Grant, J.M.F. Ferreira, G.E. Stan^, Synergetic antibacterial effect in alkali-free bio-glasses incorporated with ZnO and/or SrO as therapeutic agents, EMRS Conference – Spring Meeting, 27–31 mai 2019, Nisa, Franta (poster).
  • 03. T. Tite, A.C. Popa^, A.C. Galca^, L.M. Balescu^, I.M. Bogdan^,*, B.W. Stuart, G. Pelin-Popescu, G.E. Stan^, Tuning the structure and biological response of sputtered phosphate bioglass films by the deposition pressure, EMRS Conference – Spring Meeting, 27–31 mai 2019, Nisa, Franta (poster).
  • 04. G.E. Stan^,*, A.C. Popa^, V.M.F. Marques, A.C. Galca^, C. Ghica, M.A. Husanu, M. Enculescu, C. Tanase, D.U. Tulyaganov, J.M.F. Ferreira, Functional performance of bioactive silica-based glass implant coatings deposited by magnetron sputtering onto dental screws, EuroNanoForum, 12–14 iunie 2019, Bucuresti, Romania (poster).

 

*autor corespondent

^membru al echipei de cercetare a proiectului

GEORGE E. STAN, Doctor in Ingineria Materialelor

Cercetator stiintific gradul I

Telefon: +40-(0)21-2418 128 sau +40-(0)21-2418 153

Departament: Laboratorul de Materiale si Structuri Multifunctionale


PROJECTS/ PROIECTE NATIONALE


Back to top

Copyright © 2020 National Institute of Materials Physics. All Rights Reserved